Hva er tangensiell akselerasjon?

Mange gjenstander beveger seg i en sirkulær bevegelse. Disse inkluderer skøyteløpere, biler og planeter. På slutten av 1600-tallet studerte Isaac Newton sirkulær bevegelse og definerte flere nye egenskaper ved disse systemene. Tangensiell akselerasjon er en av komponentene han avledet, blant mange andre.

Newton observerte at en gjenstand en gang i bevegelse vil bevege seg i en rett linje med mindre en ytre kraft blir påført. Et objekt som ferdes på en sirkulær bane er utsatt for en kraft som enten trekker eller skyver mot sentrum av sirkelen, kalt normal- eller centripetalkraften. Ingen av disse kreftene er langs den buede banen. De er kontinuerlig i rette vinkler på hverandre.

I lineær bevegelse vil et objekt en gang satt i bevegelse forbli i bevegelse med mindre det utøves av en annen kraft. Ekstra energi er ikke nødvendig. Dette gjelder ikke sirkulær bevegelse.

Objektet som beveger seg i en sirkel med en konstant hastighet, målt i omdreininger per minutt, har en konstant tangensiell hastighet og en konstant vinkelhastighet. I lineær bevegelse, når hastigheten er konstant, er akselerasjonen null. Den tangensielle akselerasjonen er positiv. Det kreves energi for å fortsette å endre retning kontinuerlig.

Tangensiell akselerasjon er lik kvadratisk hastighet i kvadrat, delt med radius. Det er også beregnet etter radius ganger kvadrathastigheten i kvadratet. Det kan gjøres to observasjoner om tangensiell akselerasjon fra disse ligningene. Lineær akselerasjon er en faktor med bare hastighet, mens tangensiell akselerasjon er en kvadrat av hastighetsfaktor. Følelsen av hastighet er mye sterkere i en snu bil enn en som beveger seg med samme lineære hastighet i en lineær retning.

Den tangensielle akselerasjonen er en faktor av radius. Når radien blir større, blir tangensiell akselerasjon mindre for samme vinkelhastighet. Angitt annerledes, etter hvert som radiusen blir mindre, uten ekstra energiinngang, øker vinkelhastigheten.

Folk drar fordel av lovene om bevegelse som brukes på sirkulære eller buede stier på daglig basis. Dyktige sjåfører bremser først og holder deretter bensinpedalen litt innkoblet under trange svinger. Den ekstra energien får hjulene til å rulle fremover i stedet for å skli sidelengs.

Skrens oppstår når centripetalkraften som mater den tangensielle akselerasjonen avtar. Skøyteløpere tappet armene og det frie benet nær kroppen for å snurre raskere. Flere romoppdrag har brukt tyngdekraften fra månen eller andre himmellegemer for å akselerere romkapselen til en ønsket buet bane.